该机床是公司2005年从美国辛辛那提公司引进的五座标数控铣床，采用西门子840d控制系统，具有x，y，z，a，c五个坐标轴，其中ac轴为旋转轴与主轴同轴安装，实现刀具高速轻载切削，特别适合缘条类零件的加工，效率精度高。机床加工过程中，a轴旋转频繁，随着使用的年限增加，机械磨损增加，故障渐发，研究产生的原因，修理方法意义重大。

　　1 故障现象

　　机床所加工零件的尺寸超差，零件的表面有波纹，机床已无法正常加工零件。

　　2 故障诊断与分析

　　引起加工零件尺寸超差的原因有：

　　1）主轴精度差。

　　2）机床c轴精度差。

　　3）机床a轴精度差，经检测主轴及c轴，精度及主轴与c轴的同轴度均能达到机床出厂时的值，排除主轴、c轴精度超差。由于此机床是专门用于加工缘条类零件，在加工过程中a轴旋转频繁，随着使用的年限增加，可能由于a轴机械磨损，导致其精度差。因此需要诊断是否a轴精度超差。

　　2.1 a轴精度超差的诊断

　　2.2.1 利用参数初步诊断

　　首先机床回机械原点，打到手动方式，倍率开关调至10%驱动a轴至某一角度，观察诊断画面的数值，测量系统1与测量系统2的角度显示值差值的绝对值即为a轴误差值（此值超过0.01deg时，说明a轴精度变差，有机械磨损），假如：这个值为：0.025deg。其次，将这个误差值（0.025 deg）写入参数md36510中激活生效，再次判断，反复摆动a轴看是否出现报警，如果报警说明机械传动装置还有累计误差，并且大于上述误差值；如果不报警则说明传动系统的误差值最大就是这个值0.025deg。经初步判定机械传动中有累积误差存在。

　　2.1.2 利用检验棒精密诊断

　　用hsk a63型芯棒检验 a轴的误差值，首先拍掉液压、急停按钮。用百分表测a0（a轴零度）的值（见图1）。即测量头与芯棒表面高点接触时，使测量杆有0.3 mm～1 mm的紧缩量，使指针转过半圈左右，然后转动表圈，使表盘的零位刻线对准指针，然后从与百分表测量头正对的一侧用力向里推芯棒，看百分表的读数，并记录设定为a0。其次把a轴摆90度（图2）用同样的方法测量并记录值设定为a90。a0与a90两个值的平均值即为a轴偏差值。如这个值超过0.04，就认为a轴偏差超差，需调整。

　　通过上述诊断发现a轴有偏差量，须进行调整。

　　2.2 a轴结构

　　图3为a轴部件结构图：此机床a轴由伺服电机驱动、行星减速器、同步齿形带将运动传递到蜗轮蜗杆机构带动a轴旋转。蜗杆右端采用一对背对背的圆柱滚子轴承承受轴向与径向载荷，承载能力强，刚性好；左端由一对背对背的角接触球轴承支撑。位置检测采用圆光栅，形成全闭环控制系统，提高机床的定位精度。设有正负软限位，起到安全保护作用，传动的范围为-100-+110deg。根据a轴结构可看出，由于使用时间较长，蜗轮蜗杆副有一定的磨损，导致预紧力减小，造成a轴间隙增大，精度超差，通过磨削编号为133的调整垫，可调整预紧力，消除a轴间隙，保证a轴精度及加工精度要求。

　　3 故障排除

　　依据上述分析，分别拆下a轴伺服电机、行星减速器、同步齿型带、蜗轮蜗杆副检查各部件未发现异常，检查蜗轮蜗杆轴承的跳动量在规定的范围之内。然后磨削133号零件（半圆垫片），去除厚度0.4 mm，安装各部件。保证安装可靠无误后，上电，将md参数36510设置为0.01（初始设置值）。机床回原点，再次驱动a轴转动，调出诊断画面观察测量系统1及测量系统2的误差值为0.005-0.008之间。电流在1%-5%之间变化，用上述诊断方法测量a轴间隙为0.01 mm以内。试切零件尺寸在公差范围内，表面波纹消除，机床恢复正常。

　　4 结束语

　　五座标数控铣床a、c摆使用频繁，服役一段时间后磨损增大，导致加工精度下降。利用本文介绍的诊断方法，可有效准确地判断出故障。及时给予维修，对提高设备的精度有重要的意义。